SE507694C2 - Process and apparatus for pre-treating chips using vacuum treatment - Google Patents
Process and apparatus for pre-treating chips using vacuum treatmentInfo
- Publication number
- SE507694C2 SE507694C2 SE9002601A SE9002601A SE507694C2 SE 507694 C2 SE507694 C2 SE 507694C2 SE 9002601 A SE9002601 A SE 9002601A SE 9002601 A SE9002601 A SE 9002601A SE 507694 C2 SE507694 C2 SE 507694C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- solution
- raw material
- penetration
- tank
- vacuum
- Prior art date
Links
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C1/00—Pretreatment of the finely-divided materials before digesting
- D21C1/10—Physical methods for facilitating impregnation
Landscapes
- Paper (AREA)
- Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
Abstract
Description
15 20 25 30 35 40 507 694 2 fuktighet som finns flisen spädes ut lösningen och när dess kemikalieinnehåll minskas när kemikalierna absorberas in i cellväggarna. The moisture present in the chip is diluted and when its chemical content decreases as the chemicals are absorbed into the cell walls.
Därför har penetreringens mängd och teckning en högst väsentlig betydelse för starten och framskridandet av diffusio- nen likaväl som för tillräckligheten och jämnheten av kemika- liedoseringen in i fiberäggarna, vilket är det ytterste målet.Therefore, the amount and penetration of the penetration is of the utmost importance for the start and progress of the diffusion as well as for the adequacy and uniformity of the chemical dosage into the fiber eggs, which is the ultimate goal.
Det har föreslagits att minska den luftmängd som finns i cellsystemen i flisen med hjälp av vakuum som framställts meka- niskt eller genom basning. Emellertid används endast basning i industrin.It has been proposed to reduce the amount of air present in the cell systems in the chips by means of a vacuum produced mechanically or by basing. However, only basing is used in industry.
Basningsimpregnering är ett enkelt men ej fullgott eller reglerat förfarande, om en god och jämn penetrering av flisen önskas. Det har till exempel bevisats, att som resultat av absorption med kokvätskan varierade kemikaliekoncentrationerna i olika delar av en flispartikel inom vida gränser och att det krävs en ansenligt lång diffusionstid tillsammans med förvärm- ning innan en koncentration som är nödvändig för de kemiska reaktionerna, kan uppnås i de inre delarna.Base impregnation is a simple but incomplete or regulated procedure, if a good and even penetration of the chips is desired. It has been proven, for example, that as a result of absorption with the cooking liquid, the chemical concentrations in different parts of a chip particle varied widely and that a considerably long diffusion time is required together with preheating before a concentration necessary for the chemical reactions can be achieved. in the inner parts.
Att använda vakuum för att avlägsna luft har föreslagits t ex i de finländska patenten 11 987 och 30 091 och i det svenska patentet 135 529.The use of vacuum to remove air has been proposed, for example, in Finnish patents 11,987 and 30,091 and in Swedish patent 135,529.
Skriften SE 135 529 handlar om ett kontinuerligt förfa- rande och utrustning för impregnering av flisen med vätska.The publication SE 135 529 deals with a continuous procedure and equipment for impregnating the chips with liquid.
Impregneringen sker så att flisen kontinuerligt matas in i den övre delen av ett torn, där den kommer in i vakuum. Den undre delen av tornet, vars övre ände är stängd, är placerad i vatten så att fliskolonnen långsamt sjunker nedåt i tornet och går ner under vattnet, varvid den samtidigt impregneras. Därvid blir trycket av det vatten som omger flisen gradvis högre till dess att de uppnår atmosfärstrycket när flisen föres ut från tornet.The impregnation takes place so that the chips are continuously fed into the upper part of a tower, where it enters a vacuum. The lower part of the tower, the upper end of which is closed, is placed in water so that the column of chips slowly sinks down into the tower and goes down under the water, whereby it is simultaneously impregnated. Thereby, the pressure of the water surrounding the chips gradually increases until they reach the atmospheric pressure when the chips are taken out of the tower.
När en flispartikel sjunker ner i vatten är trycket av den luft som finns i fibercellsystemet detsamma som trycket av det omgivande vattnet, varigenom ingen penetrering som beror på en tryckgradient sker. Emellertid startar effekten omedelbart av de faktorer som fördröjer penetreringen, vilka utvecklar sig snabbt.When a chip particle sinks into water, the pressure of the air present in the fiber cell system is the same as the pressure of the surrounding water, whereby no penetration due to a pressure gradient takes place. However, the effect starts immediately from the factors that delay penetration, which develop rapidly.
I förfarandet i skriften FI 30 091 förtorkas startmate- rialet först till ca 18 % och luft borttages nästan fullstän- digt från det, vid ett absolut tryck lägre än 100 mmHg (ca 0,13 bar) och vid en temperatur av 85 till 90°C. Om en högre tempe- 10 15 20 25 30 35 40 3 507 694 ratur enligt patentet används, kan vakuumbehandlingstrycket ökas upp till ett absolut tryck av 200 mmHg (ca 0,26 bar).In the process in the document FI 30 091, the starting material is first pre-dried to about 18% and air is removed almost completely from it, at an absolute pressure lower than 100 mmHg (about 0.13 bar) and at a temperature of 85 to 90 ° C. If a higher temperature according to the patent is used, the vacuum treatment pressure can be increased up to an absolute pressure of 200 mmHg (about 0.26 bar).
I jämförelse med de mycket höga variationerna för inne- hållet av luft och vatten i flisen, är förändringarna i densi- teten hos vedmaterialet i regel begränsade till området i 5...10 %, på grund av att försök har gjorts att använda samma vedarter och att undvika de delar som är svårast att impreg- nera, såsom hartshaltig kärnved hos barrträd.In comparison with the very high variations for the content of air and water in the wood chips, the changes in the density of the wood material are usually limited to the range of 5 ... 10%, due to attempts to use the same types of wood. and to avoid the parts which are most difficult to impregnate, such as resinous heartwood of conifers.
Fuktinnehållet i flisen varierar inom mycket vida grän- ser. Den flis som anländer till fiberframställningen kan normalt innehålla vatten på en nivå av 30 till 120 % av flisens torrhalt. I mekaniska framställningsförfaranden är defibre- ringen mest framgångsrik när flisen är fyllda med vatten. I kemiska förfaranden måste den önskade doseringen av kemikalier tillhandahållas jämnt diffunderade genom flisen. Därvid har den kvantitet och innehållet av kemikalier i den lösning som skall penetrera in i det fibercellsystem som är fritt från vatten, en väsentlig effekt på diffusionen.The moisture content of the chips varies within very wide limits. The chips that arrive at the fiber production can normally contain water at a level of 30 to 120% of the dry matter's dry matter content. In mechanical manufacturing processes, defibration is most successful when the chips are filled with water. In chemical processes, the desired dosage of chemicals must be provided evenly diffused through the chips. In this case, the quantity and content of chemicals in the solution which are to penetrate into the fiber cell system which is free of water, has a significant effect on the diffusion.
I de citerade förfarandena sker impregneringen nästan undantagslöst med hjälp av diffusion. Penetrering kan nästan inte alls användas däri och är som mest användbar delvis och tillfälligtvis.In the processes cited, the impregnation takes place almost without exception by means of diffusion. Penetration can hardly be used in it at all and is most useful in part and temporarily.
I det förfarande som nu har uppfunnits, utföres en förbe- handling i två steg. Det första steget är vakuumbehandling och det andra steget är penetrering med en kemikalielösning eller med vatten vars temperatur är lägre än dess kokpunkt vid det vakuum som används. Vakuumbehandlingen utföres utan väsentlig föregående uppfuktning av råmaterialet. Här betyder uppfuktning basning, tvättning eller vilken annan konventionell vattenbe- handling som helst.In the procedure that has now been invented, a pretreatment is performed in two steps. The first step is vacuum treatment and the second step is penetration with a chemical solution or with water whose temperature is lower than its boiling point at the vacuum used. The vacuum treatment is carried out without significant prior wetting of the raw material. Here, wetting means basing, washing or any other conventional water treatment.
Penetreringen utföres snabbt efter vakuumbehandlingen vid atmosfäriskt eller högre lösningstryck, så att fiberhåligheter- na i råmaterialet ej har tid att huvudsakligen stängas före penetreringen. Ju snabbare penetreringen utföres, desto bättre.The penetration is carried out quickly after the vacuum treatment at atmospheric or higher solution pressure, so that the fiber cavities in the raw material do not have time to be substantially closed before the penetration. The faster the penetration is performed, the better.
Beroende på förhållandena och vedarten, underkastas det vakuum- behandlade råmaterialet för lösningstryck, t ex inom ca 5 minu- ter, bäst t ex inom 1 minut, mest lämpligt inom 0,5 minuter från vakuumbehandlingen.Depending on the conditions and the type of wood, the vacuum-treated raw material is subjected to solution pressure, eg within about 5 minutes, best eg within 1 minute, most suitably within 0.5 minutes of the vacuum treatment.
Företrädesvis börjar kontakten av penetreringslösningen med råmaterialet när vakuum fortfarande råder. Optimalt upp- rätthålles vakuumet under hela kontakten med lösningen. Efter 10 15 20 25 30 35 40 507 694 4 det att önskad mängd lösning har bringats i kontakt med råmate- rialet kan dessutom en tryckstöt anbringas på lösningen.Preferably, the contact of the penetration solution with the raw material begins when vacuum is still prevailing. Optimally, the vacuum is maintained throughout contact with the solution. In addition, after the desired amount of solution has been brought into contact with the raw material, a pressure shock can be applied to the solution.
Det vacuum som används är t ex 0,1 till 0,5 bar, optimalt 0,2 till 0,4 bar. Därvid är temperaturen hos penetreringslös- ningen t ex 35 till 85°C, optimalt 45 till 75°C.The vacuum used is, for example, 0.1 to 0.5 bar, optimally 0.2 to 0.4 bar. The temperature of the penetration solution is, for example, 35 to 85 ° C, optimally 45 to 75 ° C.
Koncentrationen av kemikalier i penetreringslösningen regleras fördelaktigtvis i enlighet med fukthalten eller med fukthalten och densiteten av råmaterialet eller i enlighet med den mängd lösning som skall penetreras.The concentration of chemicals in the penetration solution is advantageously controlled according to the moisture content or with the moisture content and density of the raw material or according to the amount of solution to be penetrated.
Enligt en utföringsform ledes penetreringslösningen till råmaterialet i samma kärl i vilket vakuumbehandlingen utfördes, varefter råmaterialet överföres till en mottagningstank med ett högre tryck, där penetreringen slutföres.According to one embodiment, the penetration solution is passed to the raw material in the same vessel in which the vacuum treatment was carried out, after which the raw material is transferred to a receiving tank with a higher pressure, where the penetration is completed.
Efter penetreringen är det fördelaktigt att separera den del av råmaterialet som inte sjönk ner i lösningen, från resten av råmaterialet.After penetration, it is advantageous to separate the part of the raw material which did not sink into the solution, from the rest of the raw material.
Utrustningen i enlighet med uppfinningen är försedd med ett gemensamt kärl för vakuumbehandling och för penetrering, eller att det tillhandahållas separata kärl för dem.The equipment according to the invention is provided with a common vessel for vacuum treatment and for penetration, or that separate vessels are provided for them.
Ett gemensamt processkärl kan till exempel vara en rotor som roterar i en kåpa och som är öppen i minst en ände. De nödvändiga sammanbindande ledningarna anbringade på rotorkåpans periferi.A common process vessel can be, for example, a rotor which rotates in a housing and which is open at at least one end. The necessary connecting wires were attached to the periphery of the rotor housing.
När separata kärl används för vakuumbehandling och pene- trering, är det möjligt att mellan dem använda en överförings- ledning vilkens slutände bildar ett barometriskt lås mellan kärlen. I ett sådant fall är överföringsledningen företrädesvis förlängd genom en perforerad penetreringsledning. Slutänden på överföringsledningen är lämpligtvis försedd med en utrustning för borttagande av föroreningar. Å andra sidan är det lämpligt- vis möjligt, att i slutänden av perforeringsledningen placera en utrustning för borttagande av openetrerat råmaterial.When separate vessels are used for vacuum treatment and penetration, it is possible to use a transfer line between them, the end of which forms a barometric lock between the vessels. In such a case, the transfer line is preferably extended by a perforated penetration line. The end of the transmission line is suitably provided with a device for removing contaminants. On the other hand, it is suitably possible to place at the end of the perforation line an equipment for removing unenetrated raw material.
Penetreringsvätska kan ledas in i överföringsledningen, i synnerhet i dess startände.Penetration liquid can be led into the transfer line, especially at its starting end.
Råmaterialet kan också ledas in vakuumbehandlingstanken genom en överförande matningsledning som passerar genom pene- treringstanken så att startänden av den överförande matnings- ledningen bildar ett barometriskt lås mellan penetreringstanken och vakuumbehandlingstanken. I ett sådant fall måste råmateria- let naturligtvis passera igenom detta lås så att det i huvud- sak inte uppfuktas. 10 15 20 25 30 35 40 s 507 694 Flisen förbehandlas i enlighet med uppfinningen utan den uppfuktning som är väsentlig från en praktisk synpunkt sett.The raw material can also be led into the vacuum treatment tank through a transfer feed line which passes through the penetration tank so that the starting end of the transfer feed line forms a barometric lock between the penetration tank and the vacuum treatment tank. In such a case, the raw material must of course pass through this lock so that it is not mainly wetted. 10 15 20 25 30 35 40 s 507 694 The chips are pretreated in accordance with the invention without the wetting which is essential from a practical point of view.
Väggarna hos de avhuggna fibrerna vid flisens avhuggna ändar, i synnerhet de delar som innehåller hemicellulosa absorberar nämligen vatten mycket snabbt, och när de blir uppsvällda, sammandrar de eller blockerar de öppna cellhåligheterna. Av denna orsak skall de vakuumbehandlade flisen i samband med penetreringen företrädesvis också omges med lösning så snabbt som möjligt. Om emellertid flisen kommer i kontakt med vatten innan förbehandlingen i enlighet med uppfinningen, skall denna kontakttid, beroende på omständigheterna, maximalt vara ca 1 minut, företrädesvis emellertid, maximalt ca 20 till 30 eller 5 till 15 sekunder.Namely, the walls of the chopped fibers at the chopped ends of the chips, in particular the parts containing hemicellulose, absorb water very quickly, and when they become swollen, they contract or block the open cell cavities. For this reason, the vacuum-treated chips in connection with the penetration should preferably also be surrounded with solution as soon as possible. However, if the chips come into contact with water before the pretreatment according to the invention, this contact time, depending on the circumstances, should be a maximum of about 1 minute, preferably, however, a maximum of about 20 to 30 or 5 to 15 seconds.
Enligt föreliggande förfarande uppnås den bästa penetrer- ingen ej med hjälp av ett maximalt vakuum, utan genom att använda temperaturen hos penetreringsvätskan, varvid nämnda temperatur är, beroende på vedslag, 35 till 85°C. Storleken av vakuumtrycket bestämmes så, att förångning av vätskan fortfa- rande undvikes. Det nödvändiga vakuumet kan framställas med hjälp av en normal utrustning som vanligtvis användes i indust- rin, till en rimlig kostnad.According to the present process, the best penetration is achieved not by means of a maximum vacuum, but by using the temperature of the penetration liquid, said temperature being, depending on the wood impact, 35 to 85 ° C. The magnitude of the vacuum pressure is determined so that evaporation of the liquid is still avoided. The necessary vacuum can be produced using a standard equipment commonly used in industry, at a reasonable cost.
Till exempel är vakuumet för barrträd fördelaktigtvis 0,2 till 0,3 bar, och temperaturen hos vattenlösningen 55 till 70°C.For example, the vacuum for conifers is advantageously 0.2 to 0.3 bar, and the temperature of the aqueous solution is 55 to 70 ° C.
När vattenhalten i flisen ändras, ändras den mängd lösning som penetrerar i motsvarande grad, men den totala mängden penetrerad lösning och vatten som finns i flisen, är kvar på samma nivå, dvs nämnda penetreringsförfarande tillåter en lika stor uppfyllnad av cellsystemet oberoende av fuktinne- hållet i flisen. Mängden och jämnheten av penetreringen har god reproducerbarhet i förfarandet.When the water content in the chips changes, the amount of solution that penetrates changes correspondingly, but the total amount of penetrated solution and water present in the chips remains at the same level, ie said penetration method allows an equal filling of the cell system regardless of the moisture content in the tile. The amount and uniformity of the penetration have good reproducibility in the process.
När densiteten hos veden varierar, uppmätes de förändrade innehållen av fast material i form av en motsvarande förändring i penetreringslösningen.When the density of the wood varies, the changed solids contents are measured in the form of a corresponding change in the penetration solution.
Slaget hos och pH i lösningen av kemikalier har ingen betydande verkan på penetreringen.The type and pH of the chemical solution have no significant effect on the penetration.
Koncentrationen i lösningen av kemikalier har en mindre effekt, vilken är obetydlig under de förhållanden som råder.The concentration in the solution of chemicals has a smaller effect, which is insignificant under the prevailing conditions.
Om så är nödvändigt är även höga kemikaliekoncentrationer möjliga, på grund av att det är möjligt att använda temperatu- rer vid vilka lösbarheterna för kemikalierna är goda. 10 15 20 25 30 35 40 5Û7 694 e, I det följande, skall förfarandet enligt uppfinningen och anordningarna för dess tillämpning, beskrivas mer i detalj med hänvisning till de medföljande figurerna, i vilka - Figur 1 illustrerar effekten av en behandling med en lösning av kemilalier eller med vatten som föregår vakuumbehandlingen, på mängden flis som sjunker ner i lösningen, - Figur 2 åskådliggör penetreringens beroende av tempe- raturen hos lösningen eller vattnet, - Figur 3 åskådliggör effekterna av fuktigheten och densi- teten hos flisen, på den mängd lösning som penetrerar och penetrationsnivån, - Figur 4 åskådliggör en vakuumpenetreringsanordning i enlighet med en fördelkatig utföringsform av uppfin- ningen, - Figur 5 illustrerar en vakuumpenetreringsanordning i enlighet med en annan fördelaktig utföringsform, - Figur 6 åskådliggör en ytterligare vakuumpenetreringslös- ning i enlighet med en fördelaktig utföringsform, och - Figurerna 7 och 8 illustrerar arbetsstegen hos en anord- ning för kontinuerlig vakuumpenetrering.If necessary, even high chemical concentrations are possible, due to the fact that it is possible to use temperatures at which the solubilities of the chemicals are good. In the following, the method according to the invention and the devices for its application will be described in more detail with reference to the accompanying figures, in which - Figure 1 illustrates the effect of a treatment with a solution of chemicals or with water preceding the vacuum treatment, on the amount of chips sinking into the solution, - Figure 2 illustrates the dependence of penetration on the temperature of the solution or water, - Figure 3 illustrates the effects of moisture and density on the chip, on the amount of solution penetrating and the level of penetration, - Figure 4 illustrates a vacuum penetrating device in accordance with an advantageous embodiment of the invention, - Figure 5 illustrates a vacuum penetrating device in accordance with another advantageous embodiment, - Figure 6 illustrates a further vacuum penetrating solution in embodiment, and Figures 7 and 8 illustrate the working steps of a device for continuous vacuum penetration.
I de experiment som utfördes, användes fabrikstillverkad flis.In the experiments performed, factory-made chips were used.
För bestämning av jämnheten av penetreringen och pene- treringsnivån noterades att bestämningen av den del av flisen som sjunker ner i lösningen eller vattnet var ett tillräckligt noggrant förfarande.To determine the evenness of the penetration and the level of penetration, it was noted that the determination of the part of the chip that sinks into the solution or water was a sufficiently accurate procedure.
Från Fig. 1 synes hur stark den negativa effekten på penetreringen av kokvätska är med en kokvätskebehandling som föregår vakuumbehandlingen. Den vertikala axeln representerar den del av flisen som sjunker ner i vätskan, som ett procenttal av hela den mängd flis som behandlas, och den horisontella axeln representerar varaktigheten av verkan från vätskan som minuter. I provet användes tallflis, vilkas fuktinnehåll var 21 %. Temperaturen hos behandlingslösningen var 65°C och koncentrationen 59.From Fig. 1 it can be seen how strong the negative effect on the penetration of cooking liquid is with a cooking liquid treatment which precedes the vacuum treatment. The vertical axis represents the portion of the chip that sinks into the liquid, as a percentage of the total amount of chips being treated, and the horizontal axis represents the duration of action of the liquid as minutes. The sample used pine chips, whose moisture content was 21%. The temperature of the treatment solution was 65 ° C and the concentration 59.
Den streckade linjen 1 åskådliggör andelen sjunkande flis under vakuumpenetrering när flisen behandlas med NSSC-lösning.The dashed line 1 illustrates the proportion of sinking chips during vacuum penetration when the chips are treated with NSSC solution.
Den streckade linjen 2 illustrerar andelen sjunkande flis när flisen förbehandlas med NaHSO3-lösning. Det noteras att en behandling i 1 minut med NSSC-lösning redan den minskar mängden 10 15 20 25 30 35 40 7 507 694 sjunkande andel med 24 %, och en behandling i 3 minuter med ca 45 %. De motsvarande minskningarna i fallet behandling med NaHSO3-lösning, var ca 30 % och ca 70 %. I försöket användes ett förfarande i vilket penetreringen utfördes med en kokvätska som underkastades atmosfärstryck och vari fyllningen av lös- ningen började när det vakuumtryck som hade varit, fortfarande fanns kvar.Dashed line 2 illustrates the percentage of falling chips when the chips are pretreated with NaHSO 3 solution. It is noted that a treatment for 1 minute with NSSC solution already reduces the amount of decreasing proportion by 24%, and a treatment for 3 minutes by about 45%. The corresponding reductions in the case of treatment with NaHSO 3 solution were about 30% and about 70%. The experiment used a process in which the penetration was carried out with a boiling liquid which was subjected to atmospheric pressure and in which the filling of the solution began when the vacuum pressure which had been still remained.
En förklaring av fenomenet i Fig. 1 är att en vattenlös- ning har en förvånansvärt snabb verkan på väggarna och ytegen- skaperna hos kapillärcellshåligheterna varigenom, på flisens huggytor, sammandrages cellsystemen och i synnerhet kapillärer- na i sommarveden relativt talat. mest snabbt. På detta sätt minskas den mängd lösning som penetrerar, dvs den del flis som sjunker ner i lösningen, snabbt när blötningstiden ökar.One explanation for the phenomenon in Fig. 1 is that an aqueous solution has a surprisingly rapid effect on the walls and surface properties of the capillary cell cavities, whereby, on the chopping surfaces of the chips, the cell systems and in particular the capillaries in the summer wood are contracted relatively speaking. most quickly. In this way, the amount of solution that penetrates, ie the part of chips that sinks into the solution, is rapidly reduced as the soaking time increases.
Fig. 2 åskådliggör verkan av temperaturen hos lösningen på penetreringen med olika behandlingstider. Den vänstra vertikala axeln representerar den mängd flis som sjunker ner i lösningen som ett procenttal av den totala kvantitet flis som behandlas, den horisontella axeln representerar temperaturen hos lösningen i °C, och den högra vertikala axeln representerar varaktigheten av behandlingen i minuter. I försöket bestod råmaterialet av tallflis med en fukthalt av 20 %, vid vilken nämnda flis behandlades med en 5 % NaHSO3-lösning. Det framgår att när temperaturen hos lösningen stiger från 20° till 50°C, ökar också den mängd flis som sjunker ner i lösningen (streckad linje 3) markant. På samma sätt synes det att en ytterligare höjning av temperaturen inte har en större effekt på resulta- tet. Samtidigt med höjningen av temperaturen hos lösningen, minskade behandlingstiden (rät linje 4) i proverna, trots att andelen sjunkande flis var kvar oförändrad och till och med blev något högre. Resultaten visar otvetydigt att den undret gränsen för den ekonomiska arbetstemperaturen hos lösningen är någonstans omkring 35 till 40°C medan, enligt experimenten, det inte är så fördelaktigt att uppvärma materialet till mycket höga temperaturer, eftersom penetreringen ej väsentligen förbättras. Med hjälp av uppvärmning är det emellertid möjligt att intensifiera penetreringen på ett avgörande sätt.Fig. 2 illustrates the effect of the temperature of the solution on the penetration with different treatment times. The left vertical axis represents the amount of chips sinking into the solution as a percentage of the total quantity of chips treated, the horizontal axis represents the temperature of the solution in ° C, and the right vertical axis represents the duration of treatment in minutes. In the experiment, the raw material consisted of pine chips with a moisture content of 20%, in which said chips were treated with a 5% NaHSO 3 solution. It can be seen that when the temperature of the solution rises from 20 ° to 50 ° C, the amount of chips which sinks into the solution (dashed line 3) also increases markedly. In the same way, it seems that a further increase in temperature does not have a greater effect on the result. Simultaneously with the increase in the temperature of the solution, the treatment time (straight line 4) in the samples decreased, despite the fact that the proportion of falling chips remained unchanged and even became slightly higher. The results unequivocally show that the lower limit of the economic working temperature of the solution is somewhere around 35 to 40 ° C while, according to the experiments, it is not so advantageous to heat the material to very high temperatures, since the penetration is not significantly improved. With the help of heating, however, it is possible to intensify the penetration in a decisive way.
Från Fig. 3 ses hur vatteninnehållet i flisen påverkar den mängd lösning som penetrerar. Den horisontella axeln representerar vatteninnehållet i flisen och den vertikala axeln representerar mängden penetrerad lösning och den mängd flis som 10 15 20 25 30 35 40 507 694 8 sjunker ner i lösningen, allt som ett procenttal av torrsub- stansen i flisen. I provserierna var koncentrationen av kemika- lielösning 5 % och temperaturen 65°C. De streckade linjerna 1 till 3 åskådliggör penetreringarna av tallflis: 1. med sulfat- lösning, 2. med NSSC-lösning och 3. med NaHSO3-lösning, medan som den streckade linjen 4. åskådliggör björkflis behandlade med NSSC-lösning. Från de streckade linjerna 1 till 3 kan man se att lösningar väsentligen olika varandra penetreras approxi- mativt på samma sätt oaktat fuktinnehållet i flisen.Fig. 3 shows how the water content of the chips affects the amount of solution that penetrates. The horizontal axis represents the water content of the chips and the vertical axis represents the amount of penetrated solution and the amount of chips that sinks into the solution, all as a percentage of the dry matter in the chips. In the test series, the concentration of chemical solution was 5% and the temperature 65 ° C. Dashed lines 1 to 3 illustrate the penetrations of pine chips: 1. with sulphate solution, 2. with NSSC solution and 3. with NaHSO3 solution, while as the dashed line 4. illustrate birch chips treated with NSSC solution. From the dashed lines 1 to 3 it can be seen that solutions substantially different from each other are penetrated approximately in the same way regardless of the moisture content of the chips.
Med samma flisslag bestämmes penetreringen av en kemika- lielösning på ett nästan linjärt sätt av den mängd vatten som finns i flisen. Detta synes bäst från en undersökning vid de olika försökspunkterna hos de sammanlagda effekterna av föränd- ringarna i det vatten som finns som fuktighet i flisen och i den mängd vatten som finns i den lösning som penetrerar in i flisen. I tallflisen var den totala vattenkvantiteten inom området 164 till 177 % och i björkflisen inom området 143 till 145 % respektive. Spridningen från medelvärdet var för tallflis 1 4 % och för björkflis i 1 %.With the same type of chip, the penetration of a chemical solution is determined in an almost linear way by the amount of water present in the chip. This is best seen from a study at the various test points of the combined effects of the changes in the water present as moisture in the chips and in the amount of water present in the solution that penetrates into the chips. In the pine chips the total water quantity in the range was 164 to 177% and in the birch chips in the range 143 to 145% respectively. The spread from the mean value was 1 4% for pine chips and 1% for birch chips.
Andelen sjunkande flis, vilken bestämdes med hjälp av en uppföljning av penetreringsnivån, var för tallflis 88 till 89 % och för björkflis 100 %, oberoende av fuktigheten i flisen (strckade linjerna 5 och 6).The proportion of falling wood chips, which was determined by means of a follow-up of the penetration level, was 88 to 89% for pine wood chips and 100% for birch wood chips, independent of the moisture in the wood chips (dashed lines 5 and 6).
Den klara skillnad i penetrationsnivå mellan tall- och björkflis, som ses i Fig. 3 beror huvudsakligen på olika densi- teter hos flisen, varvid densiteten hos tall i medeltal är 0,4 och för björk 0,5. Med densitet förstås här den nominella densiteten hos vedslaget som fullt torrt.The clear difference in penetration level between pine and birch chips, which is seen in Fig. 3, is mainly due to different densities of the chips, the average density of pine being 0.4 and for birch 0.5. By density is meant here the nominal density of the firewood as completely dry.
Eftersom det i fallet med de skilda vedslag som vanligt- vis används för fiberproduktion, densiteten för de riktiga vedmaterialet är desamma, 1,32 till 1,35, betyder den högrei densiteten hos björk, vilken genomsnittligt är en fjärdedel högre än densiteten för tall ett motsvarande mindre utrymme för fiberhåligheter, vilket också visar sig i den motsvarande ändringen i de penetrerade kvantiteterna av NSSC-lösning, så som visas i Fig. 3.Since in the case of the different types of wood usually used for fiber production, the density of the real wood material is the same, 1.32 to 1.35, the higher density of birch, which is on average a quarter higher than the density of pine, means a correspondingly less space for fiber cavities, which is also reflected in the corresponding change in the penetrated quantities of NSSC solution, as shown in Fig. 3.
I ett jämförande försök som utfördes med den tallflis och den NSSC-lösning av den kvalitet som används i Fig. 3, studera- des impregnering med hjälp av basning. Efter en basningstid av 5 minuter var ca fyra femtedelar av den mängd lösning som penetrerade under vakuum i 5 minuter, absorberade bäst in i 10 15 20 25 30 35 40 9 507 694 torr flis, snabbt i början och totalt i två timmar. Penetre- ringsnivån var låg, i synnerhet i torr flis efter basning, och bara en liten del av den mängd som sjönk ner i lösningen vid vakuumpenetrering sjönk ner i lösningen nu. Lösningen av kemikalier var tydligtvis koncentrerad i ytdelarna av flisen och var utspädd med det vatten som kondenserats från ångan. Ã andra sidan uppmätes för samma vedslag vilken variation som helst i mängden vedmaterial i cellväggarna och, samtidigt, variationerna i densiteter som ändringar i den mängd lösning som penetrerar på samma sätt som ovan med varierande vatten- innehåll i flisen.In a comparative experiment carried out with the pine chips and the NSSC solution of the quality used in Fig. 3, impregnation was studied by means of basing. After a basing time of 5 minutes, about four-fifths of the amount of solution penetrated under vacuum for 5 minutes was best absorbed into dry chips, rapidly at the beginning and in total for two hours. The level of penetration was low, especially in dry chips after basing, and only a small part of the amount which decreased in the solution during vacuum penetration decreased in the solution now. The solution of chemicals was apparently concentrated in the surface portions of the chips and was diluted with the water condensed from the steam. On the other hand, for the same type of wood, any variation in the amount of wood material in the cell walls and, at the same time, the variations in densities are measured as changes in the amount of solution that penetrates in the same way as above with varying water content in the chips.
På det hela taget, i jämförelse med variationer i vatten- innehållet, är variationer i densitet så små, att för praktiska ändamål är det oftast tillräckligt om den sammanlagda effekten av vatteninnehåll och densiteten hos flisen tas med i beräk- ningen.On the whole, in comparison with variations in the water content, variations in density are so small that for practical purposes it is usually sufficient if the total effect of water content and the density of the chips are taken into account.
En karakteristisk egenskap hos barrved är densitetens beroende av skillnaderna mellan vårved och sommarved. Väggarna i sommarvedsfibrer är märkbart tjockare och diametrarna hos cellhåligheternas kapillärer är endast en del av de motsvarande dimensionerna hos vårvedsfibrer. Det har observerats att kapil- läreffekten har en väsentlig del i penetreringen. Eftersom den lyftande kraften för lösningen i en kapillär är omvänt propor- tionell mot kvadraten på kapillärens radie, börjar den kapil- lära fyllningen av fibercellsystemet starkast och snabbast i sommarvedsdelen, förutsatt att en tillräcklig mängd lösning finns i fiberhåligheterna. Det är tydligt att det bildade lösningstrycket tar bort kvarvarande luft och sommarvedsfibrer- na fylles först. Detta har betydelse med beaktande av initie- ringen av diffusionen och på utjämningen av kemikalierna i de tjockväggiga fibrerna i sommarveden. Nämnda antagande under? stödjes av t ex den penetreringsbefrämjande effekt hos ett vakuum som upprätthålls under fyllningen av lösningen, vilket hade observerats i försöken.A characteristic feature of softwood is the density's dependence on the differences between spring wood and summer wood. The walls of summer wood fibers are noticeably thicker and the diameters of the capillaries of the cell cavities are only part of the corresponding dimensions of spring wood fibers. It has been observed that the capillary effect has a significant part in the penetration. Since the lifting force of the solution in a capillary is inversely proportional to the square of the radius of the capillary, the capillary filling of the fiber cell system begins strongest and fastest in the summer wood part, provided that a sufficient amount of solution is present in the fiber cavities. It is clear that the resulting solution pressure removes residual air and the summer wood fibers are filled first. This is important with regard to the initiation of diffusion and the leveling of the chemicals in the thick-walled fibers in summer wood. Mentioned assumption below? is supported by, for example, the penetration-promoting effect of a vacuum maintained during the filling of the solution, which had been observed in the experiments.
Björk har inga motsvarande strukturskillnader i cellsys- temen hos sommarved och vårved. I försöken syntes detta klart med en bättre nivå och hastighet av penetreringen hos björk i jämförelse med tallflis.Birch has no corresponding structural differences in the cell systems of summer wood and spring wood. In the experiments, this was clearly seen with a better level and speed of the penetration of birch in comparison with pine chips.
Tillfälliga strukturskillnader i veden såsom kvistar och inneslutningar orsakade av harts, har ingen större betydelse kvantitativt. Openetrerade delar i cellsystemen är, på ett 10 15 20 25 30 35 40 507 694 10 sätt, medtagna i beräkningen på ett liknande sätt för cell- väggsmaterialet, dvs de har samma effekt som en ökad densitet.Temporary structural differences in the wood, such as twigs and inclusions caused by resin, have no major significance quantitatively. Unetetrated parts of the cell systems are, in a way, taken into account in a similar way for the cell wall material, i.e. they have the same effect as an increased density.
Vakuumpenetreringsanordningen 10 som visas schematiskt i Fig. 4 består av en penetreringstank 11 i vilken flisen inledes genom matningsöppningen 12 till vilken antingen en kulventil 13 används för mätningen av flis eller en kammarmatare eller en högtrycksmatare, kan anslutas. vid den lägre änden av tanken 11 finns en utmatningsöppning 14 för materialet och därinne finns en kulventil 15. Vakuumtryck införes i tanken 11 med hjälp av en sammanbindande ledning 16, vilken med hjälp av en ventil 17 är förbunden antingen direkt med en vakuumpump eller med en mellanliggande vakuumtank, vilken finns för att påskynda borttagningen av luft. Tanken 11 är vidare försedd med en sammanbindande ledning 18, genom vilken penetreringslösningen kan ledas in i tanken 11 med hjälp av en ventil 19, t ex från en tryckackumulator.The vacuum penetrating device 10 shown schematically in Fig. 4 consists of a penetration tank 11 in which the chips are introduced through the supply opening 12 to which either a ball valve 13 is used for the measurement of chips or a chamber feeder or a high pressure feeder can be connected. at the lower end of the tank 11 there is a discharge opening 14 for the material and inside there is a ball valve 15. Vacuum pressure is introduced into the tank 11 by means of a connecting line 16, which by means of a valve 17 is connected either directly to a vacuum pump or to a intermediate vacuum tank, which is present to accelerate the removal of air. The tank 11 is further provided with a connecting line 18, through which the penetration solution can be led into the tank 11 by means of a valve 19, for example from a pressure accumulator.
Utrustningen i enlighet med Fig. 4 används så att tanken 11 fylles genom matningsöppningen 12 varefter ventilen 13 stänges och ventilen 17 öppnas och luft suges ut ur den flis som finns i tanken 11. Vakuumtrycket får sjunka till ett värde vid vilket den penetreringslösningen som skall matas in i nästa steg, ej ännu börjar förångas. Vid fyllningen insättas vakuum- trycket, beroende på vedslag och anordnande av utrustningen, i 0,5 till 5 minuter, varefter ventilen 17 stänges och ventilen 19 öppnas, vilken senare ventil inleder penetreringslösningen i tanken så snabbt som möjligt. Det är också möjligt att hålla ventilen 17 öppen och att låta Vakuumtrycket verka på ett sätt som intensifierar penetreringen under fyllningen av lösningen.The equipment according to Fig. 4 is used so that the tank 11 is filled through the supply opening 12, after which the valve 13 is closed and the valve 17 is opened and air is sucked out of the chip contained in the tank 11. The vacuum pressure must drop to a value at which the penetration solution is to be fed. into the next step, not yet beginning to evaporate. When filling, the vacuum pressure is applied, depending on the type of wood and the arrangement of the equipment, for 0.5 to 5 minutes, after which the valve 17 is closed and the valve 19 is opened, which later valve initiates the penetration solution in the tank as quickly as possible. It is also possible to keep the valve 17 open and to allow the vacuum pressure to act in a manner which intensifies the penetration during the filling of the solution.
I försöken har det observerats att en sådan fyllning penetrerar snabbt och jämnt på ett par minuter.In the experiments it has been observed that such a filling penetrates quickly and evenly in a couple of minutes.
Om en ökad utrustningskapacitet önskas, är det möjligt att avtappa fyllningen med hjälp av ett positivt tryck in i en trycksatt mottagningstank, i vilken penetreringen slutföres och diffusionen av kemikalier kan påbörjas genom höjning av tempe- raturen.If an increased equipment capacity is desired, it is possible to drain the filling by means of a positive pressure into a pressurized receiving tank, in which the penetration is completed and the diffusion of chemicals can be started by raising the temperature.
Den utrustning 20 som schematiskt visas i Fig. 5, är avsedd för penetrering av t ex björkflis och av annan lövveds- flis med motsvarande cellsystem, vilket sker som en kontinuer- lig flödesbehandling. Penetreringsdelen består av en bågformad överföringsledning 21, vilken utsträcker sin övre del som en vakuumkammare 22. De nedre delarna av överföringsledningen, 10 15 20 25 30 35 40 11 507 694 vilken verkar som barometriska vakuumlås, är anordnade i tanken 23 för kokvätskan. Vätskenivån hålles konstant och beroende på det vakuumtryck som framställs i vakuumkammaren 22, stiger kokvätskan upp i ändarna av överföringsledningen 21 som är placerad i blötningsbassängen 23 till höjden h som svarar mot vakuumtrycket och bildar vakuumlås. Flisen matas med hjälp av en skruvtransportör 24 på vilken det omgivande röret 25 är perforerat för att den luft som omger flisen skall ha möjlighet att försvinna innan flisen överföres till den ändlösa transpor- tören i överföringsledningen 21. Från den stigande delen av transportören 21 matas flisen ut på skruvtransportören 26 i vakuumkammaren 22: Genom justering av överföringshastigheten hos transportören 26 kan flisen ges den önskade uppehållstiden i vakuumkammaren 22, från vilken en ändlös transportör 21 återigen överför flisen ner i kokvätskebassängen 23. Vid kröken 27 hos transportören 21 är det fördelaktigt att åstadkomma separering av sand och liknande föroreningar från flisen. Vid krökningspunkten 28 bortföres den del av flisen som sjunker ner i lösningen från överföringsledningen 21 ut till bottnen av bassängen 23 för att vidare flyttas till processen. Den del som ej sjunker ner i lösningen består huvudsakligen av barktäckta, kvistiga och andra dåligt penetrerade flis, och tas bort från ytan av bassängen 23; Genom att krossa denna andel flis ytter- ligare, kan användbart råmaterial återvinnas därifrån.The equipment 20 schematically shown in Fig. 5, is intended for penetration of, for example, birch chips and other hardwood chips with the corresponding cell system, which takes place as a continuous flow treatment. The penetrating part consists of an arcuate transfer line 21, which extends its upper part as a vacuum chamber 22. The lower parts of the transfer line, which acts as barometric vacuum locks, are arranged in the tank 23 for the cooking liquid. The liquid level is kept constant and depending on the vacuum pressure produced in the vacuum chamber 22, the cooking liquid rises at the ends of the transfer line 21 which is located in the soaking basin 23 to a height h corresponding to the vacuum pressure and forms a vacuum lock. The chips are fed by means of a screw conveyor 24 on which the surrounding pipe 25 is perforated so that the air surrounding the chips has the possibility to disappear before the chips are transferred to the endless conveyor in the transfer line 21. From the rising part of the conveyor 21 the chips are fed out by adjusting the screw conveyor 26 in the vacuum chamber 22: By adjusting the transfer speed of the conveyor 26, the chips can be given the desired residence time in the vacuum chamber 22, from which an endless conveyor 21 again transfers the chips into the boiling liquid basin 23. At the bend 27 of the conveyor 21 it is advantageous to provide separation of sand and similar contaminants from the chips. At the bend point 28, the part of the chip that sinks into the solution is removed from the transfer line 21 to the bottom of the basin 23 to be further moved to the process. The part that does not sink into the solution consists mainly of bark-covered, twig and other poorly penetrated chips, and is removed from the surface of the basin 23; By further crushing this proportion of chips, useful raw material can be recycled from there.
Vad avser dess uppbyggnad och arbetssätt, är den utrust- ning som beskrives ovan enklare än anordningen i Fig. 4 med dess stora antal ventiler. Dessutom är kostnaden för att framställa vakuumet lägre i detta fall, på grund av att den mesta luft som medföres tillsammans med flisen redan är separe- rad i skruvmataren 24 och ej kommer in i vakuumsystemet.With regard to its construction and working method, the equipment described above is simpler than the device in Fig. 4 with its large number of valves. In addition, the cost of producing the vacuum is lower in this case, because most of the air entrained along with the chips is already separated in the screw feeder 24 and does not enter the vacuum system.
Faktiskt är den enda nackdelen med utrustningen i enlighet med denna utföringsform av uppfinningen det faktum, att flisen redan måste vara i kontakt med kokvätskan före vakuumbehand- lingen i skruvmataren 24 och i den lägre änden av överförings- ledningen 21. Emellertid har det observerats att om de är korrekt dimensionerade är de transportördelar som finns inne i vätskan så korta, att uppehållstiden för flisen i lösningen kvarstår på nivån 5 till 15 sekunder. Det har ännu ej någon stor betydelse i behandlingen av flis tillverkade av lätt penetrerbar ved. Vätningen av flisen minskas ytterligare av den luft som omger flispartiklarna och som matas ut i mataren 24, 10 15 20 25 30 35 40 507 694 12 likväl som av det vakuum som börjar vara verksamt och snabbt ökar från den lägre änden av transportören 21.In fact, the only disadvantage of the equipment according to this embodiment of the invention is the fact that the chips must already be in contact with the cooking liquid before the vacuum treatment in the screw feeder 24 and in the lower end of the transfer line 21. However, it has been observed that if they are correctly dimensioned, the conveyor parts present inside the liquid are so short that the residence time of the chips in the solution remains at the level of 5 to 15 seconds. It is not yet of great importance in the treatment of wood chips made from easily penetrable wood. The wetting of the chips is further reduced by the air surrounding the chip particles and discharged into the feeder 24, as well as by the vacuum which begins to act and increases rapidly from the lower end of the conveyor 21.
I den utföringsform av utrustningen som visas i Fig. 6 har den principiella nackdel som nämnts i jämförelse med den anordning som visas i Fig. 5 eliminerats. Flisen tas omväxlande från två mellanliggande tankar 41, vilka kan underkastas vakuumtryck, in i en vakuumkammare 42 från vilken en skruvmata- re 43 matar flisen som underkastats vakuumtryck in i en trans- portör 45, vilken samtidigt arbetar som ett barometriskt vakuumlås mellan vakuumkammaren och den flismottagande tanken 46. Uppbyggnaden av transportören 45 är sådan, att den snabbt drar flisen från vakuumet in i det trycksatta bassängutrymmet.In the embodiment of the equipment shown in Fig. 6, the principal disadvantage mentioned in comparison with the device shown in Fig. 5 has been eliminated. The chips are taken alternately from two intermediate tanks 41, which can be subjected to vacuum pressure, into a vacuum chamber 42 from which a screw feeder 43 feeds the chips subjected to vacuum pressure into a conveyor 45, which simultaneously acts as a barometric vacuum lock between the vacuum chamber and the the chip receiving tank 46. The construction of the conveyor 45 is such that it quickly draws the chips from the vacuum into the pressurized pool space.
Sand, vilken är tyngre är flisen, och andra föroreningar separeras vid punkten 47. Med hjälp av en transportörskruv 48 som arbetar med justerbar hastighet, regleras uppehållstiden för flisen så, att penetreringen blir fullständig. Vid punkten 49 kan den del av flisen som ej sjunker ner i lösningen separe- ras t ex för krossning. Den penetrerade flisen överföres till processen med hjälp av transportören 50. I mottagningsbassängen 46 hålles ytnivån hos lösningen oförändrad. När en viss dose- ring av kemikalier har penetrerat in i flisen, ledes lösningen vid den ytnivå som bildats av vakuumets inverkan på det baro- metriska låset till punkten 51, dvs skillnaden i höjd h mellan lösningsytorna svarar mot vakuumtrycket i vakuumkammaren 43. I slussningen 52 för flisen är det möjligt att använda kul- eller skivventiler, slussmatare eller pluggskruvar som är lämpliga för behandlingen av flis och för anbringandet av vakuum 53, kan ett konventionellt spärrdon användas.Sand, which is heavier is the chips, and other contaminants are separated at point 47. By means of a conveyor screw 48 operating at an adjustable speed, the residence time of the chips is regulated so that the penetration is complete. At point 49, the part of the chips that does not sink into the solution can be separated, for example for crushing. The penetrated chips are transferred to the process by means of the conveyor 50. In the receiving basin 46, the surface level of the solution is kept unchanged. When a certain dose of chemicals has penetrated into the chip, the solution is led at the surface level formed by the action of the vacuum on the barometric lock to point 51, ie the difference in height h between the solution surfaces corresponds to the vacuum pressure in the vacuum chamber 43. 52 for the chip, it is possible to use ball or disc valves, lock feeders or plug screws which are suitable for the treatment of chips and for the application of vacuum 53, a conventional locking device can be used.
I Fig. 6 är det möjligt att utrustningskomponenterna 41, 52 och 53 t ex vid penetreringen av björkflis utbytes mot en pluggskruvpress, vilken matar flisen in i vakuumkammaren 42.In Fig. 6, it is possible for the equipment components 41, 52 and 53, for example during the penetration of birch chips, to be replaced by a plug screw press, which feeds the chips into the vacuum chamber 42.
Den utrustning som beskrives ovan är lämplig för kontinu- erlig penetrering av flis, i synnerhet när en viss jämn dose- ring av kemikalier eftersträvas. Om penetreringen avser vatten tas hänsyn till det varierande behovet av vatten genom regle- ring av vattennivån i mottagningstanken.The equipment described above is suitable for continuous penetration of wood chips, especially when a certain even dosing of chemicals is sought. If the penetration refers to water, the varying need for water is taken into account by regulating the water level in the receiving tank.
Fig. 7 och 8 är schematiska illustrationer av två arbets- lägen hos en vakuumpenetreringsanordning, vilkens principiella arbetssätt är densamma som i den anordning som visas i Fig. 4, men i vilken flisbehandlingsutrymmet är en roterande rotor.Figs. 7 and 8 are schematic illustrations of two operating positions of a vacuum penetrating device, the principle of operation of which is the same as in the device shown in Fig. 4, but in which the chip treatment space is a rotating rotor.
Fig. 7 åskådliggör startsituationen vid vilken all den 10 15 20 25 30 35 40 11 507 694 överföríngslösníng som fanns kvar i rotorn 60 efter den före- gående processatsen har borttagits genom ledningen 61 och i vilken flisen fylles genom fyllningsöppningen 62 medan den stansade plattan, som är placerad i den andra änden av rotorn, är i läget S. I Fig. 8, i läget S för siktplattan hos rotorn, utsättes flisen först för vakuum genom ledningen 63. Penetre- ringslösningen eller vatten införes genom ledningen 64, och efter fyllningen, antingen omedelbart eller efter en viss inkubationstid, överföres den behandlade flisen med hjälp av en lösning som är tagen från mottagningstanken genom ledningen 65, genom ledningen 66 in i nämnda mottagningstank. I mottagnings- tanken är det fördelaktigt, ehuru det inte är nödvändigt, att upprätthålla ett vätsketryck på några få bar. I stället för mottagningstanken kan den vidare behandlingen av flisen även utföras genom att använda det barometriska vakuumlåset hos de utföringsformer av utrustningen som åskådliggöres i Fig. 5 och 6. Om det är fråga om penetrering med vatten, behövs ej led- ningen 64.Fig. 7 illustrates the starting situation in which all the transfer solution remaining in the rotor 60 after the previous process has been removed through the line 61 and in which the chips are filled through the filling opening 62 while the punched plate, which is located at the other end of the rotor, is in position S. In Fig. 8, in position S of the sight plate of the rotor, the chips are first subjected to vacuum through line 63. The penetration solution or water is introduced through line 64, and after filling , either immediately or after a certain incubation time, the treated chip is transferred by means of a solution taken from the receiving tank through the line 65, through the line 66 into said receiving tank. In the receiving tank, it is advantageous, although not necessary, to maintain a liquid pressure of a few bars. Instead of the receiving tank, the further processing of the chips can also be carried out by using the barometric vacuum lock of the embodiments of the equipment illustrated in Figs. 5 and 6. In the case of penetration with water, the line 64 is not needed.
Den anordning av apparaturen som beskrives härovan är lämplig t ex för behandlingen av flis för framställning av mekaniska raffinörfibrer tillsammans med vatten, i vilket vatten det fördelaktigt är möjligt, om så är nödvändigt, att lösa upp kemikalier, som förbättrar regleringen av pH, fiberut- bytet och färgen.The apparatus of the apparatus described above is suitable, for example, for the treatment of chips for the production of mechanical refiner fibers together with water, in which water it is advantageously possible, if necessary, to dissolve chemicals which improve the regulation of pH, fiber the change and the color.
I nämnda anordningar som är försedda med en rotor, måste penetreringsutrymmet göras relativt litet av uppbyggnadsmässiga skäl. Ã andra sidan är de fördelar som uppnås korta och snabba vakuumbehandlings- eller lösningsfyllningstider och därigenom en god hanteringskapacitet. Snabba och intensiva tryckvaria- tioner vid borttagning av luft och vid penetrering av lösning på dess plats, befrämjar öppning av ringporerna mellan fibrer- na, vilket förbättrar nivån och snabbheten av penetreringen.In said devices provided with a rotor, the penetration space must be made relatively small for structural reasons. On the other hand, the advantages achieved are short and fast vacuum treatment or solution filling times and thereby a good handling capacity. Rapid and intense pressure variations when removing air and when penetrating solution in its place, promotes the opening of the ring pores between the fibers, which improves the level and speed of penetration.
Om så är nödvändigt, tillhandahåller förfarandet enligt uppfinningen möjligheten att justera doseringen av kemikalier i flisen, bestämt i jämförelse med torrhalten, till den önskade nivån genom att justera koncentrationen av kemikalier i den lösning som skall penetreras. I det följande skall några exempel ges på mätningsapparaterna och på hjälpanordningar som är nödvändiga i det sammanhanget, vilka är lämpliga för använd- ning i samband med alla de ovan nämnda utföringsformerna av utrustningen för vakuumpenetrering, varvid ändamålet med dessa 10 15 20 25 30 35 40 507 694 14 exempel är att åskådliggöra de krav som skall ställas på nämnda utföringsformer.If necessary, the method according to the invention provides the possibility to adjust the dosage of chemicals in the chips, determined in comparison with the dry content, to the desired level by adjusting the concentration of chemicals in the solution to be penetrated. In the following, some examples will be given of the measuring apparatus and auxiliary devices which are necessary in this context, which are suitable for use in connection with all the above-mentioned embodiments of the vacuum penetration equipment, the purpose of which 507 694 14 example is to illustrate the requirements to be placed on said embodiments.
För mätningen av vatteninnehållet och densiteten hos fli- sen liksom också för överföringen och omvandlingen av mätresul- taten för reglering av kemikaliekoncentrationen i den lösning som skall penetrera, är i regel de apparater som används för nämnda ändamål lämpliga.For the measurement of the water content and density of the chips as well as for the transfer and conversion of the measurement results for controlling the concentration of the chemical in the solution to be penetrated, the apparatus used for the said purposes are generally suitable.
Cirkulationstiden för lagring av flis är normalt några veckor. Därvid utjämnas extrema förhållanden i fråga om vatten- halt och variationer i fukthalt i den flis som skall användas förekommer som våglika variationer. Eftersom densiteten av vedmaterialet i fiberväggarna för alla de vedslag som kommer ifråga är praktiskt taget densamma 1,32 till 1,35 med någon förenkling, är det möjligt att utgå från det antagandet att ett flöde eller en sats flis som representerar samma vedslag och samma densitet och som har behandlats vid en standardiserad volym, alltid innehåller samma viktmängd torrt vedmaterial per volymenhet. Därvid kan det även anses, att den totala volymen cellhåligheter och porer kvarstår på samma nivå. Härav följer att skillnaden i vikt mellan den flisvikt som uppmätes i varje särskilt fall och vikten av flisens torrhalt betraktas som ej variabel, varvid senare vikten även innefattar variationerna i densiteten hos vedmaterialet, och kan upptagas som den samman- lagda mängden vatten som finns i flisen och av den densitet som är olik den genomsnittliga, vilket nämnda sammanlagda värde, när detta substraheras från nämnda totala volym cellhåligheter, ger den hålighetsvolym som är fri från vatten och från varia- tioner i veddensitet, dvs lösningsvolymen i vilken den önskade kemikaliedoseringen måste finnas upplöst.The circulation time for storing wood chips is normally a few weeks. In this case, extreme conditions are equalized in terms of water content and variations in moisture content in the chips to be used occur as wave-like variations. Since the density of the wood material in the fibrous walls of all the firewoods in question is practically the same 1.32 to 1.35 with some simplification, it is possible to start from the assumption that a flow or a batch of chips representing the same firewood and the same density and which have been treated at a standardized volume, always contain the same amount by weight of dry wood material per unit volume. In this case, it can also be considered that the total volume of cell cavities and pores remains at the same level. It follows that the difference in weight between the weight of chips measured in each particular case and the weight of the dry matter content of the chips is considered non-variable, the latter weight also including the variations in the density of the wood material, and can be taken as the total amount of water in the chips. and of the density different from the average, which said total value, when subtracted from said total volume of cell cavities, gives the void volume which is free from water and from variations in wood density, i.e. the volume of solution in which the desired chemical dosage must be dissolved .
Under de ovanstående förutsättningarna bestämmes koncent- rationen av kemikalier lk (%) i den lösning som skall penetrera på grundval av den önskade kemikaliedoseringen b (i % av torrsubstansen) och av den sammanlagda effekten a (i % av torrsubstansen) av vatteninnehållet och densiteten hos flisen, ur formeln lk = lälfíf, i vilken värdet av faktorn n är en faktor som erhållits från densiteten hos det avsedda vedmate- rialet. Grundat på erfarenhet, kan faktorn n bringas att inne- fatta en apparatspecifik korrektion eller en korrektion som er- hållits från en önskad säkerhet eller liknande faktor. Till exempel är för barrved vid en densitet av 0,4 värdet på faktorn 10 15 20 25 30 35 40 15 507 694 n utan korrektioner 176 och med björk med en densitet av 0,6 motsvarande 93. I formeln är det väsentligt att mängden eller fyllningsdensiteten av flisen ej har någon inverkan på resulta- tet.Under the above conditions, the concentration of chemicals lk (%) in the solution to penetrate is determined on the basis of the desired chemical dosage b (in% of the dry matter) and of the total effect a (in% of the dry matter) of the water content and density of chips, from the formula lk = lälfíf, in which the value of the factor n is a factor obtained from the density of the intended wood material. Based on experience, factor n can be made to include a device-specific correction or a correction obtained from a desired safety or similar factor. For example, for softwood at a density of 0.4, the value of the factor 10 15 20 25 30 35 40 15 507 694 n without corrections is 176 and with birch with a density of 0.6 corresponding to 93. In the formula it is essential that the amount or the filling density of the chips has no effect on the result.
För konstant observation av vatteninnehållet och flisens vikt är t ex en mätapparat lämplig i vilken vatteninnehållet bestämmes med hjälp av neutronstrålning och vikten med hjälp av gammastrålning. Om konstant observation av densitetsvariationer i flisen är nödvändig, i mätområdet av transportörsremmen måste flisflödet ha en ej variabel volym eller ock måste mätningarna utföras i ett mätningsutrymme, i vilket fall fyllningsdensite- ten hos flisen lättare kan göras ovariabel. Variationerna i flisens densitet är normalt i storleksordningen ett par pro- cent, så att det i de flesta fall är nödvändigt att göra korrektioner för densiteten endast efter det att en viss gräns har passerats, eller när vedslaget eller kvaliteten är anmärk- ningsvärt förändrad. I de utföringsformer av utrustningen som beskrivits, är en snabb och precis behandling av ett konti- nuerligt fiberflöde möjlig.For constant observation of the water content and the weight of the chips, for example, a measuring device is suitable in which the water content is determined by means of neutron radiation and the weight by means of gamma radiation. If constant observation of density variations in the chips is necessary, in the measuring range of the conveyor belt the chip flow must have a non-variable volume or the measurements must be performed in a measuring space, in which case the filling density of the chips can be made more variable. The variations in the density of the chips are normally in the order of a few per cent, so that in most cases it is necessary to make corrections for the density only after a certain limit has been passed, or when the wood type or quality has changed remarkably. In the embodiments of the equipment described, a fast and precise treatment of a continuous fiber flow is possible.
En betydligt enklare utföringsform av apparaturen, vilken dock arbetar med en tillräcklig noggrannhet, erhålles när vad avser flisen endast variationen i vikten hos den flis som är närvarande i en ej variabel volym och en ej variabel fyllnads- densitet bestämmes antingen kontinuerligt eller genom den behandlade satsen. I denna utföringsform, och även i den utföringsform av apparaturen som beskrives ovan åstadkommer frusen flis ej något mätningsfel, men svårigheter i behand- lingen av flis, både i mätningssteget och i penetreringssteget, kan bäst undvikas genom att smälta flisen och genom att delvis torka ytfukten t ex med hjälp av en varm luftström. När ved- slaget eller kvaliteten väsentligen förändras, görs en motsva- rande korrektion för regleringsfaktorn. Nämnda arbetssätt är fördelaktigt i synnerhet när högutbytesmassor framställes med hjälp av penetreringsanordningar av det slag som åskådliggöres i Fig. 7 och 8.A much simpler embodiment of the apparatus, which, however, operates with sufficient accuracy, is obtained with respect to the chips only the variation in the weight of the chips present in a non-variable volume and a non-variable filling density is determined either continuously or by the treated batch. . In this embodiment, and also in the embodiment of the apparatus described above, frozen chips do not cause a measurement error, but difficulties in the treatment of chips, both in the measurement step and in the penetration step, can best be avoided by melting the chips and by partially drying the surface moisture. eg with the help of a hot air stream. When the type of wood or quality changes significantly, a corresponding correction is made for the regulation factor. Said method of operation is advantageous in particular when high-yield pulps are produced by means of penetrating devices of the kind illustrated in Figs. 7 and 8.
Det är möjligt att använda de mätresultat som erhållits från förändringarna i mängden penetrerbar lösning, varvid nämnda förändringar orsakas av variationer i vatteninnehållet och densiteten hos flisen. Därvid användes den lösningsvolym av den lösning som är penetrerbar i ett flöde eller sats av flis vid regleringen av kemikalieinnehållet i penetreringslösningenIt is possible to use the measurement results obtained from the changes in the amount of penetrable solution, said changes being caused by variations in the water content and the density of the chips. In this case, the solution volume of the solution that can be penetrated in a flow or batch of chips is used in the control of the chemical content of the penetration solution.
Claims (10)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI880560A FI80083C (en) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | Method and apparatus for pre-treating cellulosic feedstock |
| PCT/FI1989/000017 WO1989007170A1 (en) | 1988-02-08 | 1989-01-30 | Process and equipment for pretreatment of cellulosic raw material |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE9002601D0 SE9002601D0 (en) | 1990-08-08 |
| SE9002601L SE9002601L (en) | 1990-08-08 |
| SE507694C2 true SE507694C2 (en) | 1998-07-06 |
Family
ID=8525866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE9002601A SE507694C2 (en) | 1988-02-08 | 1990-08-08 | Process and apparatus for pre-treating chips using vacuum treatment |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| CA (1) | CA1322827C (en) |
| DE (1) | DE3990074C2 (en) |
| FI (1) | FI80083C (en) |
| FR (1) | FR2650604B1 (en) |
| SE (1) | SE507694C2 (en) |
| WO (1) | WO1989007170A1 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI80083C (en) * | 1988-02-08 | 1990-04-10 | Antti Aho | Method and apparatus for pre-treating cellulosic feedstock |
| FI910577A (en) * | 1991-02-06 | 1992-08-07 | Antti Aho | REGLERING AV EN PROCESS. |
| FI934281A0 (en) * | 1993-09-29 | 1993-09-29 | Antti Aho | FOERBEHANDLING AV FLIS |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3076501A (en) * | 1956-11-08 | 1963-02-05 | Escher Wyss Ag | Apparatus for treating fibrous materials in the production of cellulose or semi-cellulose |
| DE1070013B (en) * | 1957-07-10 | 1959-11-26 | Escher Wyss G.m.b.H., Ravensburg | Method and device for the treatment of fibrous substances in the production of cellulose or semi-cellulose |
| US3215587A (en) * | 1963-01-21 | 1965-11-02 | Lummus Co | Continuous process and apparatus for delignification of cellulosic material |
| US3347741A (en) * | 1964-01-13 | 1967-10-17 | Crane Co | Feeder for solid materials |
| US3446701A (en) * | 1967-12-28 | 1969-05-27 | Us Agriculture | Apparatus for impregnating and chemically converting cellulose-containing materials |
| FI80083C (en) * | 1988-02-08 | 1990-04-10 | Antti Aho | Method and apparatus for pre-treating cellulosic feedstock |
-
1988
- 1988-02-08 FI FI880560A patent/FI80083C/en not_active IP Right Cessation
-
1989
- 1989-01-30 WO PCT/FI1989/000017 patent/WO1989007170A1/en active Application Filing
- 1989-01-30 DE DE3990074A patent/DE3990074C2/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-02-07 CA CA 590344 patent/CA1322827C/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-08-04 FR FR8910541A patent/FR2650604B1/en not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-08-08 SE SE9002601A patent/SE507694C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI80083C (en) | 1990-04-10 |
| SE9002601D0 (en) | 1990-08-08 |
| FI880560A0 (en) | 1988-02-08 |
| FI80083B (en) | 1989-12-29 |
| WO1989007170A1 (en) | 1989-08-10 |
| FR2650604B1 (en) | 1995-02-10 |
| FI880560A (en) | 1989-08-09 |
| DE3990074C2 (en) | 2000-03-16 |
| CA1322827C (en) | 1993-10-12 |
| FR2650604A1 (en) | 1991-02-08 |
| SE9002601L (en) | 1990-08-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4023982A (en) | Apparatus for the production of sugars from hemi-cellulose-containing raw materials | |
| US2803540A (en) | Wood chip digestion | |
| US2858213A (en) | Wood chip digestion | |
| Harris et al. | Hydrolysis of wood-treatment with sulfuric acid in a stationary digester | |
| SE518292C2 (en) | Method for feeding chips to a boiler | |
| NO152979B (en) | SPRAY cathode device and coating application system on large substrate areas | |
| FR2640651A1 (en) | PROCESS FOR THE CONTINUOUS CLEANING OF A FIBROUS CELLULOSIC MATERIAL | |
| US2225459A (en) | Method of separating the heart and sap wood constituents of coniferous woods | |
| SE507694C2 (en) | Process and apparatus for pre-treating chips using vacuum treatment | |
| NO119058B (en) | ||
| SE451202B (en) | PROCEDURE FOR PREPARING CHEMICAL MECHANICAL Mass | |
| US5207870A (en) | Process and equipment for pretreatment of cellulosic raw material | |
| EP2467533B1 (en) | Method and arrangement for adding treatment liquors to cellulose raw material in a continuous process using down flow vessels | |
| FI71259C (en) | SAETT ATT TORKA IMPREGNERAT VIRKE OCH ANDRA IMPREGNERADE CELLULOSABASERADE MATERIAL | |
| NO150499B (en) | ROTATING ELECTRICAL CHARGING PRINTER | |
| US2178266A (en) | Continuous process for the manufacture of semipulp | |
| US3338525A (en) | Method of cooling pulp suspensions in grinding and refining operations | |
| US3801431A (en) | Method and apparatus for continuous pretreatment of wooden chips | |
| US3130119A (en) | Downfeed continuous pulping apparatus | |
| US2137779A (en) | Process of impregnating wood chips | |
| FI123011B (en) | Method for regulating a cellulose cooking process | |
| NO118203B (en) | ||
| US3115504A (en) | Method for production of furfural | |
| CA1321915C (en) | Cyclical impregnation during mechanical pulping | |
| RU2029559C1 (en) | Process for manufacturing biologically active compounds from vegetable or animal stock and apparatus for carrying out same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |